×

a中的行波稳定性沃尔巴奇亚入侵。 (英语) Zbl 1403.35302号

摘要:许多研究已经检验了沃尔巴奇亚种群内以及由此产生的空间扩散率。由于细胞质不亲和性产生的强烈Allee效应,这种传播通常表现为具有双稳态局部生长动力学的行波。虽然这种传播速度是从反应扩散模型的数值解计算出来的,但没有人检查过这种行波解的光谱稳定性。在本研究中,我们分析了由反应扩散模型生成的行波解的稳定性M.H.T.Chan先生P.S.金【《公牛数学生物学》第75卷第9期,1501-1523页(2013年;Zbl 1311.92173号)]通过计算模型中出现的线性化算子的本质谱和点谱。使用复合矩阵法通过Evans函数计算点谱,由此我们发现它没有正实部的根。此外,本质光谱严格地位于左半平面内。因此,我们发现[loc.cit.]发现的行波解对应于沃尔巴奇亚-受感染和未受感染的蚊子是线性稳定的。我们使用了一个维数计算论证来表明,在现实条件下,与这种解决方案相对应的波速是唯一的。

MSC公司:

第35季度92 与生物、化学和其他自然科学相关的PDE
35C07型 行波解决方案
35B35型 PDE环境下的稳定性
35千57 反应扩散方程
62M15型 随机过程和谱分析的推断
34升16 常微分算子特征值和谱的其他部分的数值逼近
92B05型 普通生物学和生物数学
92天30分 流行病学
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] L.Allen;T.J.Bridges,《数值外代数与复合矩阵法》,《数值数学》,92,197-232(2002)·Zbl 1012.65079号 ·doi:10.1007/s002110100365
[2] N.H.Barton;M.Turelli,《双稳态动力学的空间推进波:allee效应的细胞质和遗传类似物》,《美国自然主义者》,178,E48-E75(2011)
[3] C.Brelsfoard;S.Dobson,《简短说明:沃尔巴赫菌在控制昆虫媒介和疾病传播方面的效用更新》,《亚洲太平洋分子生物学和生物技术杂志》,19,85-92(2011)
[4] M.H.Chan;P.S.Kim,使用慢扩散反应扩散方法模拟沃尔巴赫菌入侵,《数学生物学公报》,第75期,第1501-1523页(2013年)·Zbl 1311.92173号 ·doi:10.1007/s11538-013-9857-y
[5] R.Dautray和J.Lions,科学与技术的数学分析和数值方法。第5卷。进化问题I,Springer-Verlag,柏林,1992年·Zbl 0755.35001号
[6] A.Davey,解决刚性边值问题的自动正交归一化方法,计算物理杂志,51,343-356(1983)·Zbl 0516.65065号 ·doi:10.1016/0021-9991(83)90098-0
[7] L.O.Drury,Orr-Sommerfeld型方程的数值解,计算物理杂志,37,133-139(1980)·Zbl 0448.65057号 ·doi:10.1016/0021-9991(80)90008-X
[8] P.Hancock;S.Sinkins;H.Godfray,沃尔巴赫菌传播的人口动力学模型,《美国自然主义者》,177323-333(2011)
[9] P.A.Hancock;H.C.J.Godfray,《空间异质环境中沃尔巴赫菌传播建模》,《皇家学会界面杂志》,93045-3054(2012)
[10] K.Hilgenboecker;P.哈默斯坦;P.Schlattmann;A.Telschow;J.H.Werren,有多少物种感染了沃尔巴赫菌-当前数据的统计分析,FEMS微生物通讯,281215-220(2008)
[11] C.K.Jones,fitzhugh-nagumo系统行波解的稳定性,美国数学学会学报,286431-469(1984)·Zbl 0567.35044号 ·doi:10.1090/S0002-9947-1984-0760971-6
[12] T.Kapitula和K.Promislow,非线性波的谱和动力学稳定性,应用数学科学。施普林格纽约,2013年·兹比尔1297.37001
[13] M.Keeling;F.Jiggins;J.Read,竞争沃尔巴赫菌菌株的入侵和共存,遗传(爱丁堡),91,382-388(2003)
[14] V.勒杜;S.Malham;V.Thümmler,格拉斯曼谱射击,计算数学,79,1585-1619(2010)·Zbl 1196.65132号 ·doi:10.1090/S0025-5718-10-02323-9
[15] M.A.刘易斯;P.Kareva,Allee dynamics and spread of invading organics,理论种群生物学,43,141-158(1993)·Zbl 0769.92025号
[16] C.麦克梅尼曼;R.车道;B.卡斯;A.方;M.Sidhu;Y.Wang;S.O'Neill,将缩短生命的沃尔巴赫菌感染稳定引入蚊子埃及伊蚊,科学,323141-144(2009)
[17] M.Z.Ndii;R.I.希克森;G.N.Mercer,《模拟将wolbachia引入埃及伊蚊以减少登革热传播》,ANZIAM Journal,53,213-227(2012)·Zbl 1316.93104号
[18] B.S.Ng;W.H.Reid,使用复合矩阵求解特征值问题的初值方法,计算物理杂志,30,125-136(1979)·Zbl 0408.65061号 ·doi:10.1016/0021-9991(79)90091-3
[19] B.S.Ng;W.H.Reid,使用复合矩阵求解线性两点边值问题的数值方法,计算物理杂志,33,70-85(1979)·Zbl 0484.65053号 ·doi:10.1016/0021-9991(79)90028-7
[20] B.桑斯特德;A.Scheel,无界和大有界区域上波的绝对和对流不稳定性,《物理D:非线性现象》,145,233-277(2000)·Zbl 0963.34072号 ·doi:10.1016/S0167-2789(00)00114-7
[21] M.Turelli,不相容诱导微生物及其宿主的进化,进化,48,1500-1513(1994)
[22] M.Turelli,世代重叠群体中的细胞质不亲和性,进化,64,232-241(2010)
[23] A.P.Turley、M.P.Zaluki、S.L.O'Neill和E.A.McGraw,经感染的沃尔巴克氏菌对埃及伊蚊雄性生殖成功的影响最小,寄生虫与媒介,6(2013),第36页。
[24] T.Walker;P.约翰逊;莫雷拉(L.Moreira);一、Iturbe Ormaetxe;F.Frentiu;C.麦克梅尼曼;Y.Leong;Y.Dong;J.Axford;P.Kriesner;A.劳埃德;S.Ritchie;S.O'Neill;A.Hoffmann,wmel wolbachia菌株阻断登革热并入侵被关在笼子里的埃及伊蚊种群,《自然》,476450-453(2011)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。